AULA 3 Caracteristicas da Água

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CURSO: ENGENHARIA QUÍMICA 
DISCIPLINA: QUÍMICA AMBIENTAL
Características físicas, químicas
e biológicas da água
As características da água podem ser agrupadas em três categorias:
• Características Físicas: estão relacionadas, principalmente, com o aspecto
estético da água. Pode-se citar: cor, turbidez, sabor e odor.
• Características Químicas: Exames químicos visam determinar os teores
qualitativos e quantitativos de certas substâncias, que embora não sejam
nocivas até determinados limites, devem ser conhecidas para aferir a perfeição ou
a necessidade dos processos de tratamento, ou ainda, no caso de uma água
desconhecida, alertar sobre a viabilidade de uso da água para fins
domésticos. Pode-se citar: pH, dureza, compostos tóxicos.
• Características Biológicas: Entre o material em suspensão na água inclui-se a
"parte viva" ou seja, os organismos presentes que também constituem
impurezas . A avaliação da qualidade bacteriológica das águas é feita através da
pesquisa de microrganismos indicadores de contaminação fecal. Pode citar:
bactérias do grupo coliforme.
CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
1. Cor:
Resulta da existência na água, de substâncias em
suspensão. Esta característica é acentuada quando da presença, na
água, de matéria orgânica, de minerais como o ferro e o manganês, ou
de despejos coloridos contidos em esgotos industriais.
As águas superficiais podem parecer altamente coloridas ou
apresentar turvação devido à matéria corante em suspensão.
• A cor verdadeira se refere à determinação de cor em amostras sem
turbidez.
• E a cor aparente se refere à determinação de cor em amostras com
turbidez.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA ÁGUA
A cor é determinada por comparação visual da amostra com soluções
padrão de platina-cobalto de concentrações conhecidas, sendo o
resultado fornecido em unidades de cor, também chamadas de
unidades Hazen (uH).
Em geral, as águas naturais apresentam teores de cor variando de
0 a 200 unidades Hazen (uH), sendo que valores superiores a 25 uH
usualmente exigem, sua remoção.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA ÁGUA
2. Turbidez:
Causada pela presença de materiais em suspensão na água, tais
como, areia, silte, matéria orgânica e organismos microscópicos que
absorvem e dispersam os raios luminosos em lugar de permitir sua
passagem através da água. A turbidez, é portanto, uma medida da
resistência da água a passagem da luz em linha reta.
A origem destes materiais na água pode ser natural como a devida à
erosão do solo pelas águas de rolamento e a do próprio leito do rio,
além das contribuições de esgotos domésticos e industriais.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA ÁGUA
A determinação da turbidez é feita através de um processo de nefelometria ou
seja, através de um turbidímetro que compara a intensidade de luz dispersa pela
amostra, sobre condições definidas, com a intensidade de luz dispersa por
uma solução de referência padrão (polímero de formazina) sobre as mesmas
condições.
O método dá resultados em unidades nefelométrica de turbidez (N.T.U.),
também denominado por uT.
A turbidez natural das águas está geralmente contida na faixa de 3 a 500
unidades (uT).
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA ÁGUA
3. Sabor e Odor:
Resultam da presença, na água, de alguns compostos
químicos (ex: sais dissolvidos produzindo sabor salino;
gases dissolvidos – por vezes utilizados no próprio
tratamento da água, como o cloro) ou de substâncias
advindas do metabolismo de algas, por exemplo. Assim,
estas características estão, quase sempre, associadas às
impurezas químicas ou biológicas da água.
A importância deste parâmetro está relacionada à
significativa possibilidade de rejeição, pela população
abastecida, de água adequada ao consumo e uso de
outra fonte de qualidade duvidosa, mas sem odor e sabor.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA ÁGUA
As impurezas físicas podem prejudicar alguns usos da água, como por 
exemplo:
• A cor pode tornar o líquido indesejável para o uso em indústrias de
produção de bebidas e de outros alimentos ou de fabricação de
louças e papéis, ou ainda, em industrias têxteis;
• A turbidez acentuada em águas de mananciais, impedem a
penetração dos raios solares e a consequente fotossíntese, com
problemas ecológicos para o meio aquático.
• A cor e a turbidez podem tornar a água imprópria ao consumo, pelo
aspecto estético, ou por manchar roupas e aparelhos sanitários;
• Água com sabor e odor acentuados são rejeitadas para consumo
doméstico ou podem causar problemas ao organismo humano,
dependendo dos compostos químicos presentes;
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA ÁGUA
1. pH (potencial hidrogeniônico)
Expressa a concentração de íons hidrogênio de uma solução e representa a
intensidade das condições ácidas ou alcalinas do ambiente aquático.
Na prática, utiliza-se a escala de pH que varia na faixa de 0 a 14 unidades, com o pH
= 7 representando a neutralidade. Abaixo de pH = 7 a água é dita ácida.
A determinação do pH tem especial importância nas águas de
abastecimento:
• sua influência no processo de tratamento
• no processo de corrosão das estruturas das instalações hidráulicas.
• valores baixos de pH podem contribuir para a corrosividade e
agressividade da água, enquanto valores elevados aumentam a
possibilidade de incrustações.
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA
2. Dureza
Resulta da presença, principalmente, de sais alcalinos terrosos(cálcio e magnésio).
Os principais problemas das águas com dureza elevada são:
• causam a extinção da espuma do sabão, aumentando o seu consumo;
• produzem incrustações nas tubulações , caldeiras e aquecedores.
Origem natural: dissolução de rochas calcárias 
Origem antropogênica: águas residuárias
Não há evidências de que a dureza da água cause problemas sanitários, mas em
determinadas concentrações, causa um sabor desagradável e pode ter efeitos
laxativos.
Segundo o grau de dureza as águas podem ser classificadas em:
• águas moles,
• moderadamente duras (50 – 150 mg/L CaCO3),
• duras e
• muito duras.
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA
Ação da carbonatação em calcário que é bastante solúvel na presença do ácido
carbônico formando o bicarbonato de cálcio e que posteriormente é bastante
solúvel em água e assim escoado pelas chuvas.
3. Ferro e Manganês:
O ferro e manganês são elementos muito abundantes na crosta terrestre e
apresentam comportamento químico semelhante.
São produtos que, em excesso na água, podem causar problemas, tais como:
• coloração avermelhada, no caso do ferro, ou marrom, devido ao manganês:
• manchas em roupas ou em produtos industrializados;
• sabor metálico;
• em doses elevadas, podem ser tóxicas.
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA
4. Alcalinidade
em águas
Capacidade da água de neutralizar ácidos (H+).
É devida a presença de substâncias comumente encontradas 
naturais tais como bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos.
Função do pH:
A alcalinidade da água usada para abastecimento público é importante
porque afeta a quantidade de substâncias químicas a serem adicionadas no
processo de coagulação e no controle de incrustações dos sistemas de
distribuição.
• 4,4 < pH < 8,3: bicarbonatos (HCO3-)
• 8,3 < pH < 9,4: carbonatos (CO3-2) e bicarbonatos
• pH > 9,4: hidróxidos (OH-) e carbonatos
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA
industriais
5. Acidez
Capacidade da água de neutralizar bases (OH).
Origem antropogênica: efluentes industriais orgânicos, efluentes 
ácidos, atividades de mineração.
Origem natural: absorção de CO2 da atmosfera, decomposição da matéria 
orgânica
Presença de CO2 livre:
• pH > 8,2: CO2 livre ausente
• 4,5 < pH < 8,2: acidez carbônica
• pH < 4,5: ácidos minerais fortes
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA
6. Compostos
tóxicos
Os mais encontrados: cobre, zinco, chumbo, cianetos, cromo, cádmio,
arsênio, selênio, prata, mercúrio e bário.
Origem antropogênica: atividades agrícolas (uso de fertilizantes e
agrotóxicos) e atividades de mineração.
Efeitos: alterações das atividades reguladoras nos seres
humanos, podendo causar câncer.
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA
7. Matéria Orgânica
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA
A matéria orgânica presente nos corpos d’água e nos esgotos é uma característica de
primordial importância para a qualificação da água, pois é a causadora do principal
problema de poluição das águas: o consumo do oxigênio dissolvido pelos
microrganismos nos seus processos metabólicos de utilização e estabilização dessa
matéria.
Os principais componentes orgânicos são os compostos de proteína, os carboidratos,
a gordura e os óleos, além da ureia, surfactantes, fenóis, pesticidas entre outros.
Adotam-se normalmente métodos indiretos para a quantificação da matéria orgânica,
ou do seu potencial poluidor através da medição de:
• oxigênio dissolvido (OD);
• demanda bioquímica de oxigênio (DBO);
• demanda química de oxigênio (DQO).
8. Oxigênio Dissolvido
O Oxigênio Dissolvido (OD) é um dos elementos químicos mais importantes na
água e na natureza, devido às várias funções que exerce sobre atividades
químicas e bioquímicas.
É fundamental para a respiração da maioria dos organismos aquáticos e sua
diminuição frequentemente está associada à poluição orgânica da água, onde o
consumo de oxigênio é proporcional a decomposição da matéria orgânica.
O teor de oxigênio dissolvido é um indicador de suas condições de poluição da
água por matéria orgânica.
• Uma água não poluída (por matéria orgânica) deve estar saturada de
oxigênio.
• Por outro lado, teores baixos de oxigênio dissolvido podem indicar que
houve intensa atividade bacteriana decompondo a matéria orgânica
lançada na água.
O nível de oxigênio dissolvido é utilizado como parâmetro indicador da
capacidade receptora dos cursos de água em 
orgânicos, servindo para o gerenciamento dos
relação aos esgotos 
níveis mínimos de
tratamento para manutenção das condições aeróbicas em cursos d'água.
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA
9. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)
É definida como a quantidade de oxigênio dissolvido necessária para oxidação
bioquímica das substâncias orgânicas presentes na água, ou seja, é a
quantidade de O2 requerida pelas bactérias para estabilizar a matéria orgânica
biodegradável.
Na prática, a DBO é medida em um período de 5 dias, que corresponde a um
consumo de 60 a 70% do total de oxigênio utilizado na biodegradação da matéria
orgânica.
A DBO retrata, de uma forma indireta, o teor de matéria orgânica nos esgotos ou
no corpo d´água, sendo, portanto, uma indicação do potencial do consumo do
oxigênio dissolvido.
Em águas naturais não poluídas a concentração de DBO é baixa, em torno
de 1 a 10 mg/L, enquanto nos esgotos domésticos é da ordem de 200 a 300
mg/L, podendo chegar a valores muito altos em efluentes industriais como
os de laticínios, cervejarias ou frigoríficos.
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA
10. Demanda Química de Oxigênio (DQO)
toda a matéria (biodegradável,É a quantidade total de oxigênio dissolvido de 
pouco e não biodegradável) presente na água.
A DQO é sempre maior que a DBO, devido a oxidação química decompor 
matéria orgânica não biodegradável.
A principal vantagem deste teste é o curto tempo exigido para seu 
desenvolvimento (cerca de 3 horas).
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA
Relação DQO/DBO5
Relação DQO/ DBO5 baixa:
• fração biodegradável é elevada
• provável indicação para tratamento biológico
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA
11. Grupo Nitrogênio
Os compostos de nitrogênio são de grande interesse devido a importância do
nitrogênio nos processos vitais de todas as plantas e animais, sendo um dos
mais importantes nutrientes para o crescimento de algas e macrófitas (plantas
aquáticas superiores).
No meio aquático o nitrogênio pode ser encontrado nas formas de:
• nitrogênio orgânico: No esgoto doméstico, o nitrogênio orgânico está 
principalmente na forma de proteína.
molecular (N2): fração que escapa diretamente para a• nitrogênio
atmosfera.
• nitrogênio amoniacal (NH3): presente naturalmente nas águas
superficiais e esgotos .
• nitrito (NO2-): pode entrar nos sistemas de abastecimento público como
consequência do uso como inibidor de corrosão em águas de processos
industriais.
• nitrato (NO3-):
desenvolvimento
Em quantidades excessivas 
em crianças da doença
contribui para o 
conhecida como
metahemoglobinemia (cianose).
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA
A forma predominante do nitrogênio em um curso d’água, pode fornecer
indicações sobre o estágio da poluição eventualmente ocasionada por
algum lançamento de esgoto a montante.
Poluição recente
de nitrogênio orgânico eO nitrogênio estará basicamente na forma 
amônia (Nitrogênio Total Kjeldahl – NTK)
Poluição antiga
O nitrogênio estará basicamente na forma de nitrato (as concentrações de 
nitritos são normalmente mais reduzidas).
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA
12. Fósforo Total
O fósforo total existe na forma orgânica e
inorgânica, sendo um nutriente indispensável
no tratamento biológico.
Usualmente os esgotos domésticos possuem
um teor suficiente de fósforo, mas este pode
estar deficiente em certos despejos industriais.
O fósforo é um nutriente essencial para o
crescimento de algas, podendo por isso em
certas condições, conduzir o fenômeno de
eutrofização de lagos e represas.
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA ÁGUA
Entre o material em suspensão na água
inclui-se a "parte viva“, ou seja, os
organismos presentes que constituem
impurezas e que, conforme sua natureza, têm
grande significado para os sistemas de
abastecimento de água.
CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS DA ÁGUA
Entre os organismos que podem ser encontrados na água destacam-se:
• Algas (reino vegetal): embora tendo grande importância para o equilíbrio
ecológico do meio aquático, podem acarretar alguns problemas, sendo os
principais:
• Ocorrência de sabor e odor desagradáveis na água,
• entupimento de filtros de areia em estações de tratamento de água.
• Microrganismos Patogênicos (reino animal): são introduzidos na água junto
com a matéria fecal de esgotos sanitários. Podem ser de vários tipos:
• bactérias,
• vírus,
• protozoários ,
• vermes.
Este podem provocar doenças e até mesmo ser a causa de epidemias.
CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS DA ÁGUA
em umaA determinação individual da eventual presença de patogênicos 
amostra de água é extremamente difícil, complexa e cara.
Desta forma, a avaliação da qualidade bacteriológica das águas é feita através da pesquisa
de microrganismos indicadores de contaminação fecal.
Os organismos mais comumente utilizados com tal finalidade são as bactérias do grupo
coliformes.
• Algumas das bactérias do grupo coliformes (Eschericheia Coli, por exemplo – que
constitui 95% dos coliformes presentes nas fezes ) não se reproduzem na água ou no
solo, mas exclusivamente no interior do intestino, portanto, só são encontradas na
água quando aí for introduzida matéria orgânica fecal.
• Apresentam um grau de resistência ao meio compatível ao que é apresentado
pelos principais patogênicos intestinais que podem ser veiculados pelas água
(Termotolerantes).
• Sua caracterização e quantificação é feita por métodos relativamente simples.
CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS DA ÁGUA
CONCLUSÃO
“A boa (ou má) qualidade da água é função dos 
usos que sejam exercidos”
Processo 
Industrial
Comunidade
Aquática
Abastecimento
Público
QUALIDADE DA ÁGUA - CONCEITOS